Лекция 14. Сети NGN. Гибкий коммутатор

В настоящее время проблема перехода от традиционных сетей с коммутацией каналов к сетям с коммутацией пакетов (NGN) является одной из наиболее актуальных для операторов связи. Перспективные разработки в области IP-коммуникаций связаны с созданием комплексных решений, позволяющих при развитии сетей следующего поколения сохранять существующие подключения и обеспечить бесперебойную работу в любой сети телефонного доступа: на инфраструктуре медных пар, по оптическим каналам, на беспроводной (WiMAX, WiFi) и проводной (ETTH, PLC и т. д.) сети. Согласно концепции «неразрушающего» перехода к NGN, подобные решения должны позволять точечно переводить отдельные сегменты на новые технологии без кардинальной смены всей структуры сети.

NGN (Next Generation Network – сети следующего поколения) – это мультисервисная сеть связи, ядром которой является опорная IP-сеть, поддерживающая полную или частичную интеграцию услуг передачи речи, данных и мультимедиа. Реализует принцип конвергенции услуг электросвязи (рисунок 14.1).

Основное отличие сетей следующего поколения от традиционных сетей в том, что вся информация, циркулирующая в сети, разбита на две составляющие. Это сигнальная информация, обеспечивающая коммутацию абонентов и предоставление услуг, и непосредственно пользовательские данные, содержащие полезную нагрузку, предназначенную абоненту (голос, видео, данные). Пути прохождения сигнальных сообщений и пользовательской нагрузки могут не совпадать.

Рисунок 14.1 – Пример сети NGN

Сети NGN базируются на интернет технологиях включающих в себя IP протокол и технологию MPLS. На сегодняшний день разработано несколько подходов к построению сетей IP-телефонии, предложенных организациями ITU-T и IETF: H.323, SIP и MGCP.

Транспортная архитектура телекоммуникационных сетей включает три уровня. Первый — магистральные сети, второй — опорные/ городские сети и третий – сети доступа.

На уровне магистралей в NGN иногда используется технология АТМ, но практически все новые магистральные сети для структур NGN строятся по технологии IP/ MPLS, которая может накладываться поверх существующих сетей с коммутацией каналов.

Городской уровень в сетях традиционной телефонии – место размещения городских и междугородних АТС, а также соединений между районными АТС. В сетях NGN традиционные АТС замещаются программными коммутаторами – SoftSwitch.

Возможные варианты сетей доступа хорошо известны, это ТФОП, ADSL, LAN, HFC, WLAN, GSM, UMTS, CDMA 2000, WiMax. Заметим, что к транспортным сетям NGN могут подключаться и сети, не поддерживающие пакетную передачу.

Гибкий коммутатор (SoftSwitch) – это основной компонент сети NGN, осуществляющий в основном управление вызовами, управление доступом к медиашлюзам, распределение ресурсов, обработку протоколов, маршрутизацию, аутентификацию и учет стоимости услуг, а также предоставление абонентам основных речевых услуг связи, мобильные услуги, услуги мультимедиа, а также интерфейсы программирования приложений (API). Назначение SoftSwitch – полный контроль процесса установления любого соединения. Вне зависимости от того, пользователь какой сети является инициатором этого процесса, и от того, кто будет вызываемым пользователем (или пользователями, если речь идет о конференцсвязи). Таким образом, SoftSwitch должен работать со всеми используемыми системами сигнализации и обеспечивать взаимодействие между устройствами, работающими по разным протоколам (рисунок 14.2).

Рисунок 14.2 – Сетевое окружение SoftSwitch

Гибкий коммутатор должен осуществлять: обработку всех видов сигнализации, используемых в его домене; хранение и управление абонентскими данными пользователей, подключаемых к его домену непосредственно или через оборудование шлюзов доступа; взаимодействие с серверами приложений для предоставления расширенного списка услуг пользователям сети.

При установлении в сети оборудование гибкого коммутатора осуществляет сигнальный обмен функциональными элементами уровня управления коммутацией. Такими элементами являются шлюзы, терминальное оборудование мультисервисной сети [интегрированные устройства доступа (IAD), терминалы SIP и H.323], оборудование других гибких коммутаторов и АТС с функциями контроллера транспортных шлюзов (MGC).

Для передачи информации сигнализации сети ТфОП через пакетную сеть используются специальные протоколы. Так, для передачи информации сигнализации ОКС7, поступающей через сигнальные шлюзы от ТфОП к оборудованию гибкого коммутатора, используется протокол MxUA технологии SIGTRAN (в то же время в ряде реализации гибкого коммутатора предусмотрен непосредственный ввод сигнализации ОКС7).

На основании анализа принятой информации и решения о последующей маршрутизации вызова оборудование гибкого коммутатора, используя соответствующие протоколы, осуществляет сигнальный обмен по установлению соединения с сетевыми элементом назначения и управляет с использованием протокола H.248 (для IP коммутации) или BICC (для АТМ коммутации) установлением соединения для передачи пользовательской информации. При этом потоки пользовательской информации не проходят через гибкий коммутатор, а замыкаются на уровне транспортной сети.

Терминальное оборудование пакетной сети взаимодействует с оборудованием гибкого коммутатора с использованием протоколов SIP и H.323. Пользовательская информация от терминального оборудования поступает на уровень узлов доступа пакетной сети и далее маршрутизируется под управлением гибкого коммутатора.

Основная литература: 5[9 – 15],

Дополнительная литература: 1[19 – 28]

Контрольные вопросы:

1. Что означает NGN?

2. В чем отличие сетей следующего поколения от традиционных сетей?

3. Какие технологии используются на уровне магистралей в NGN?

4. Что такое гибкий коммутатор?

5. Какие функции выполняет SoftSwitch?